Nanopartículas de sílice modificada y su aplicación en la adsorción de metales pesados

GARGARELLO R.; ARCE V.; ORTEGA F.; ROMAGNANO V.; BERNARDELLI C.; DONATI E.; ALLEGRETTI P.; MARTIRE D.

Buenos Aires

Congreso; Congreso de Ciencias Ambientales; 2011

Objetivo: Investigar la aplicación de las nanopartículas de sílice modificadas con agentes quelantes para la adsorción de Pb(II) y Cd(II). Materiales y métodos: Se utilizaron nanopartículas de sílice derivatizadas con grupos amino terminal (-NH2), como agente quelante (denominadas NPNH2). Para la modificación se adicionaron nanopartículas de sílice comercial, tolueno y (3-aminopropil)-trimetoxisilano en un balón, se colocó en un manto calefactor para que la mezcla entre en reflujo, condición que se mantuvo por varias horas. Las NPNH2 fueron lavadas con acetato de etilo y secadas en vacío hasta peso constante. Para las experiencias de adsorción, 30 mg de NPNH2 fueron previamente estabilizados a pH 1.5, 5.0 y 7.0 con 2 ml de buffer correspondiente (agua acidificada, buffer acético- acetato y buffer fosfato), durante 1 hora en sonicador. Luego, las nanopartículas homogéneamente dispersas en solución, se incubaron con soluciones metálicas de Pb(II) [(Pb2(NO3)2] y Cd(II) [CdSO4] de distintas concentraciones, y a los valores de pH indicados. Los sistemas fueron incubados a temperatura ambiente (25 ºC), en agitación (150 rpm) por un tiempo de 4 horas. Transcurrido el tiempo de contacto, se procedió a la separación de las nanopartículas por filtración a través de membranas de nylon de 0.1 µm de poro. Se realizaron controles sin nanopartículas, a fin de descartar falsos positivos de adsorción. La masa de metal en solución fue cuantificada por absorción atómica. La capacidad de adsorción (Q) fue calculada como: (mg metal en solución a tiempo 0 horas - mg metal en solución a tiempo 4 horas) / g de NPNH2. Resultados: Para un tiempo de contacto de 4 horas entre NPNH2 ? solución de Cd(II) se obtuvo un valor de Q > 10 mg/g, a pH 7, siendo varias veces mayor que el observado a pH ácido. Los sistemas con solución de Pb(II) presentaron similar comportamiento, obteniendo una mayor capacidad de adsorción (Q) a medida que el pH se acercó a la neutralidad. Conclusiones: Las nanopartículas de sílice derivatizadas con grupos amino terminal (-NH2), como agente quelante fueron probadas exitosamente en la extracción de iones Pb(II) y Cd(II) de soluciones acuosas, siendo potencialmente aplicables para tecnologías de remediación ambiental.